今年年底或2018年初,中国将新开两座核反应堆。对于已经遭受重创的核反应堆建造者和设计者——西屋电气公司,以及核反应堆所代表的技术而言,这一举措可能是雪中送炭。今年,西屋电气公司和其引以为傲的AP1000核反应堆设计都可谓是历经波折。
AP1000可以说是世界上最先进的商用反应堆。它能够在反应意外停止时,被动地进行自我冷却,理论上讲,可以避免乌克兰切尔诺贝利核电站和日本福岛第一核电站等类似事故的发生。它采用20世纪70年代的法国设计,在过去的10年里,一直被认为是中国主力反应堆的继任者。
然而,经过30多年的工程设计、监管审查、销售和施工,AP1000非但没有发电,反而制造出了大量的麻烦。中国正在建造的4座反应堆和美国的4座反应堆出现工程延期和成本超支,导致西屋电气公司在今年3月份破产。7月,南卡罗莱纳州的公用事业公司放弃了还未竣工的两座AP1000反应堆——他们与西屋电气已经在这两座反应堆上耗费了90亿美元。
但中国山东海阳核电站与浙江三门核电站的反应堆可能会扭转AP1000和西屋电气公司当前所面临的局面。中国也成为决定他们成败的重要所在,因为中国是唯一大量建造反应堆的国家。
福岛核电站事故之后,在中国核反应堆市场低迷并且发展速度进一步减缓的情况下,专家对AP1000在中国市场占据的份额提出了疑问。新加坡国立大学地缘政治专家陈兴利(HernyChan,音)一直致力于中国核能行业的发展研究,他指出,政府计划将核电价格和燃煤发电批发价格挂钩,这就明确意味着“要放缓核电的建设速度”。
2004年,中国政府发布了一项为期两年的严格评估方案,旨在遴选出一个先进的西方反应堆设计,以巩固核能未来的发展,AP1000在中国的地位也开始提升。西屋电气反应堆凭借其安全性承诺保证、模块化结构的可负担性以及公司逐步向中国转让知识产权所有权的意愿,战胜了最新的德法联合开发的电子自旋共振(EPR)设计和俄罗斯的水-水高能反应堆(VVER)设计。
中国的核能巨头中国核工业集团公司与中国广核集团有限公司反对依赖西方设计建设核电站。因此,2009年,一家新的公司——国家核电技术公司在北京成立,来监督海阳与三门两座AP1000核电站的建设工作。
2011年福岛核电站事故的发生,在一定程度上巩固了强调被动安全的AP1000反应堆作为未来优选堆型的地位。而为了达成协议,西屋电气和国家核电技术公司需要用已经竣工的AP1000工程来证明其设计可行且具有成本效益。三门核电站与海阳核电站首个机组原计划分别于2013年与2014年开始运行,但到现在还迟迟未完成。
福岛核电站事故后对于安全的检查与要求在一定程度上造成了延期,但设计缺陷与施工事故造成的延误更严重。2015年,安全检查员发现三门核电站其中一个压力容器的蒸汽管安装不正确。
与此同时,已交付的循环水泵对核电站的安全运行至关重要,不得不进行改造。大量水泵在正常条件下可以有序运行,而当电源关闭,AP1000标志性的被动冷却启动前,水泵的叶片就停止了旋转,冷却水也停流了。
这样的延期意味着重大的成本超支。南加州两座被遗弃的AP1000反应堆,其预计建设成本从100亿美元攀升到了250亿美元。中国AP1000反应堆最后的建造成本也很难估计。不列颠哥伦比亚大学(位于温哥华)的国际安全与能源供应问题专家M•V•拉玛纳(M. V. Ramana)表示:“我们对实际成本知之甚少,数据来源非常不透明。”
拉玛纳说,很明显,延期与成本增加对AP1000的未来前景是不利的。在AP1000进度拖延的同时,中国核工业集团公司与中国广核集团有限公司却在竞相证明各自加强安全性后的设计的竞争力。
“华龙一号”反应堆设计早在2014年就得到了中国核能部门的认证,首批4座反应堆也在2015年和2016年开始建造。自此之后,原本计划使用AP1000反应堆的几个项目也转换了阵地。
世界核协会报道称,西屋电气与中国国家核电技术公司近期也调整了战略。截至2017年5月,处于先进规划阶段的38座反应堆中有半数以上采用了AP1000设计。截至8月,几乎所有原定使用AP1000设计的反应堆都被国家核电技术公司改造的西屋电气反应堆取代,称为CAP1000。
无论哪个设计占据主导,都存在一个更大的问题:核能将在中国整体能源领域占据多大的份额?在投资和产出方面,可再生能源已经远远领先于核能。分析者表示,根据当前的建设比例,中国很可能达不到设定的2020年核能发电目标。2010年设定的该目标为70~80千兆瓦,而在福岛核电站事故后降至58千兆瓦。就算截至2017年8月所有在建的反应堆全部完工——部分计划2021年投入使用——中国的核能装机容量仍不足56千兆瓦。
中国政府削减核电批发价格的举措以及电力供应过剩持续上涨的趋势,将进一步影响核能发展前景。在拉玛纳看来,中国核能领域的发展已经到达顶峰:“中国核能快速增长已成为过去时。”
作者:Peter Fairley